有机合成方法研究进展PPT课件.ppt

l资资料：料：l*1900-2000年的年的100年中，化学合成年中，化学合成和分离了和分离了2285万种化合物（包括天万种化合物（包括天然然产产物、物、药药物、材料等）。其中大物、材料等）。其中大部分都是有机合成的部分都是有机合成的产产物。物。l*许许多天然存在的有机化合物，包括多天然存在的有机化合物，包括复复杂杂的天然的天然产产物，都可以用有机合物，都可以用有机合成方法制得。成方法制得。l1.有机合成是有机化学中永不枯竭的研有机合成是有机化学中永不枯竭的研究究资资源源:*生命科学生命科学:生物大分子，生物活性分子，生物大分子，生物活性分子，生化分析生化分析试剂试剂等等*医医药药学学:药药物，物，药药理、病理分析理、病理分析试剂试剂等等*农业农业:农药农药、农农用化学品等用化学品等*石油石油:石油化工石油化工产产品等品等*材料科学材料科学:高分子化合物，功能材料等高分子化合物，功能材料等*食品食品:食品添加食品添加剂剂等等*日用化工日用化工:染料，涂料，化装品等染料，涂料，化装品等2.有机合成是推有机合成是推动动有机化学有机化学发发展的展的永恒永恒动动力：力：l有机化学家在解决有机合成有机化学家在解决有机合成问题过问题过程程中，全面中，全面发发展了有机化学：化学展了有机化学：化学结结构理构理论论，反，反应应理理论论，合成方法，分离，合成方法，分离纯纯化方化方法，法，结结构构鉴鉴定方法等。定方法等。3.2.2.有机合成有机合成发发展展历历史史l（1 1）18281828年年WohlerWohler用典型的无机物合成了尿用典型的无机物合成了尿素。开始了近代有机化学以及有机合成的的素。开始了近代有机化学以及有机合成的的历历史。史。（2 2）19171917年，年，RobinsonRobinson合成了托品合成了托品酮酮。开。开创创了系了系统统的有机合成方法，反的有机合成方法，反应应机制和化学机制和化学结结构关系等的研究。并第一次开构关系等的研究。并第一次开设设了有机合成了有机合成课课程。程。l（3 3）2020世世纪纪5050年代年代NMRNMR技技术术开始开始应应用于有机用于有机化合物化合物结结构构测测定。定。4.l（4 4）2020世世纪纪50-7050-70年代，年代，WoodwardWoodward合成了利血合成了利血平，胆甾醇，平，胆甾醇，维维生素生素B B1212和和红红霉素（霉素（1818个手性个手性中心）等，将有机合成中心）等，将有机合成发发展到前所未有的水平。展到前所未有的水平。l（5 5）20 20世世纪纪6060年代，年代，MerrifieldMerrifield发发展了固相展了固相合成技合成技术术。l（6 6）20 20世世纪纪7070年代，年代，CoreyCorey发发展了手性合成展了手性合成理理论论和方法。和方法。l（7 7）19891989年，年，KishiKishi合成了海葵毒素（分子式：合成了海葵毒素（分子式：C C129129H H223223N N3 3O O5454,分子量分子量26802680，6464个手性中心，个手性中心，7 7个骨架内双个骨架内双键键），被称），被称为为是世是世纪纪工程。工程。l（8 8）20 20世世纪纪9090年代，年代，发发展了展了组组合化学合成理合化学合成理论论和技和技术术。5.C C129129H H223223N N3 3O O5454,分子量分子量26802680，6464个手性中心个手性中心6.3.3.有机合成方法有机合成方法发发展的展的动动力力v具有重要功能的复具有重要功能的复杂杂有机分子，特有机分子，特别别是生物大是生物大分子、天然有机化合物、分子、天然有机化合物、药药物、染料、材料、特物、染料、材料、特殊有机殊有机试剂试剂、精、精细细有机化学有机化学产产品以及其它功能有品以及其它功能有机化合物的合成需要；机化合物的合成需要；结结构与功能关系研究需要构与功能关系研究需要等是有机合成方法研究的基本等是有机合成方法研究的基本动动力。例如：力。例如：*手性手性纯纯氨基酸的合成氨基酸的合成不不对对称合成法称合成法*多多肽肽合成合成固相合成法固相合成法*大大规规模模药药效效筛选筛选组组合化学法合化学法*特殊特殊结结构化合物合成、零构化合物合成、零污污染合成染合成生物有机合成法（生物有机合成法（酶酶法和基因工程法）法和基因工程法）7.l二、有机合成方法研究二、有机合成方法研究进进展展l1合成策略及理合成策略及理论论l（1 1）逐步合成法（）逐步合成法（Stepwise Stepwise elongationelongation）和片段）和片段组组合法合法 (Fragment condensation)(Fragment condensation)l合成一个复合成一个复杂杂的大分子化合物，可以的大分子化合物，可以采用两种合成途径：采用两种合成途径：8.la.从起始原料开始一步一步从起始原料开始一步一步进进行合成的逐步合行合成的逐步合成法成法;lb.先合成若干片段，最后将各个片段先合成若干片段，最后将各个片段连连接成目接成目标标分子的片段分子的片段组组合法。合法。l*在在实际实际的合成中，采用何种策略，的合成中，采用何种策略，则则需要需要进进行行具体的分析。例如：具体的分析。例如：l多多肽肽合成可以合成可以选择肽链选择肽链逐步增逐步增长长法，即氨基酸法，即氨基酸残基是一个一个依次加上去的。另一种是片断残基是一个一个依次加上去的。另一种是片断组组合法，即先合成一些小的合法，即先合成一些小的肽肽段，然后再将小段，然后再将小肽肽段段偶偶联联成多成多肽肽。9.l两种多两种多肽肽合成策略比合成策略比较较l（合成一个多肽a-b-c-d-e-f-g-h)l肽链逐渐增长法片断组合法lghabcdefghlfghabcdefghlefghabcdefghldefghlcdefghlbcdefghlabcdefghl产率:a7(a8-1)a3=alog28l（为多肽中氨基酸残基数目）10.l比比较较两种合成策略的两种合成策略的优优缺点：缺点：l对对于合成分子量不大的多于合成分子量不大的多肽肽，两种方法都可，两种方法都可以采用。但是如果要合成分子量大的多以采用。但是如果要合成分子量大的多肽肽，则则一般一般应应采用片断采用片断组组合法。例如，合成含有合法。例如，合成含有3232个氨基酸残基的多个氨基酸残基的多肽肽，如果要求，如果要求总总的的产产率率为为30%,30%,对对于片断于片断组组合法，合法，则则要求每一步的平要求每一步的平均均产产率率为为78%78%；而；而对对于于肽链肽链逐步增逐步增长长法，法，则则要要求每一步求每一步产产率率为为96.2%96.2%。11.（2 2）拆分法）拆分法(Disconnection approach)(Disconnection approach)拆拆分分法法是是为为了了解解决决复复杂杂有有机机分分子子全全合合成成的的合合成成路路线线设设计计发发展展起起来来的的一一种种合合成成设设计计理理论论。它它的的基基本本思思想想是是将将目目标标化化合合物物分分子子拆拆分分成成一一系系列列片片段段，应应用用化化学学反反应应知知识识，确确定定每每一一个个片片段段相相对对应应的的起起始始原原料料和和化化学学反反应应。例如：。例如：12.l 所有的起始原料确定后，再所有的起始原料确定后，再设计设计全合成路全合成路线线。在。在实实施合成施合成时时，可以采用，可以采用逐步合成法或逐步合成法或片段片段组组合法合法进进行合成。行合成。l 13.（3 3）计计算机算机辅辅助有机合成路助有机合成路线设计线设计la.化学信息学和化学信息数据化学信息学和化学信息数据库库l与有机合成有关常用数据与有机合成有关常用数据库库：l*现现有化学品数据有化学品数据库库l*有机化学反有机化学反应应数据数据库库l*合成方法和合成方法和转转化数据化数据库库l*合成方法参考文献合成方法参考文献库库l*保保护护基基团团数据数据库库l*杂环杂环合成数据合成数据库库14.lb.应应用各种数据用各种数据库设计库设计合成路合成路线线l*整体整体设计设计法：法：l 目目标标化合物化合物 三三维结维结构构 数据数据处处理理 搜索（从所搜索（从所选择选择的数据的数据库库中）中）修改修改 可能合成路可能合成路线线l*分步分步设计设计法：法：l 先将目先将目标标化合物分解化合物分解为结为结构构单单元，再按数据元，再按数据库库提供的信息，一步一步提供的信息，一步一步进进行行设计设计。15.l2合成合成试剂试剂l（1 1）活性中）活性中间间体体l活性中活性中间间体体一般是具有很好的离去一般是具有很好的离去基基团团化合物。常化合物。常见见的活性中的活性中间间体主要有体主要有酰氯酰氯、酸、酸酐酐等。等。lR-COCl(RCO)2Ol这类这类中中间间体的缺点是容易引起体的缺点是容易引起-碳原子碳原子的消旋化。新的消旋化。新发发展的活性中展的活性中间间体很多，体很多，例如：例如：16.l活性活性酯酯与氨基或与氨基或羟羟基反基反应应。其特点是。其特点是不容易引起消旋化。不容易引起消旋化。l 17.活性氨基化合物：质子化的核苷3-亚磷酰胺(protonatedphosphoramidite)是DNA固相合成所应用的活化单体。18.氯氯甲基甲基酮酮衍生物衍生物：R-COCH2Cl是良好的是良好的烷烷基化活性中基化活性中间间体，体，容易与氨基和容易与氨基和巯巯基等基等发发生生烷烷基化反基化反应应。19.l（2 2）基）基团团活化活化试剂试剂l在有机合成中，需要活化的基在有机合成中，需要活化的基团团主要主要是是羧羧基和基和羟羟基等。常用的基等。常用的羧羧基活化基活化剂剂有有SOCl2和酸和酸酐酐等；等；羟羟基的活化基的活化剂剂有有对对甲基甲基苯磺苯磺酰氯酰氯等。等。l新新发发展的基展的基团团活化活化剂剂主要是使反主要是使反应应条条件温和，减少副反件温和，减少副反应应的的发发生。生。20.例如例如Cl-COOEt是一种理想的是一种理想的羧羧基活化基活化剂剂：21.l例如芳香磺例如芳香磺酰氯酰氯广泛用于醇广泛用于醇羟羟基的活化：基的活化：ll通常使用的芳香磺通常使用的芳香磺酰氯酰氯是是2,4,6-三甲基苯磺三甲基苯磺酰氯酰氯(MS),2,4,6-三异丙基苯磺三异丙基苯磺酰氯酰氯(TPS)和和对对甲基苯磺甲基苯磺酰氯酰氯（p-toluenesulfonylchloride）。不同的芳香磺不同的芳香磺酰氯对酰氯对不同的不同的羟羟基基有有选择选择性性。22.l对甲基苯磺酰氯三甲基苯磺酰氯(MS)2,4,6-三异丙基苯磺酰氯(TPS)l23.24.（3 3）偶）偶联试剂联试剂 偶偶联剂联剂在在缩缩合反合反应应，如，如酰酰胺和胺和酯键酯键的形成的形成具有重要具有重要应应用价用价值值。重要的偶。重要的偶联剂联剂主要有主要有：DCC25.DCC通常用来作通常用来作为肽键为肽键和和酯键酯键合成的偶合成的偶联剂联剂：26.l（4）其它重要合成其它重要合成试剂试剂lGrignard试剂：lWittig试剂：27.l（5 5）基）基团团保保护护和去保和去保护试剂护试剂l 基基团团保保护护和去保和去保护护是复是复杂杂有机合成中有机合成中的重要的重要问题问题。需要保。需要保护护的基的基团团主要包括主要包括羧羧基、基、巯巯基、基、羟羟基和氨基等。已有的保基和氨基等。已有的保护护基基团团种种类类很多，去保很多，去保护护基条件也各不基条件也各不相同。基相同。基团团保保护护和去保和去保护试剂护试剂研究的研究的发发展方向是反展方向是反应应条件温和，具有高条件温和，具有高选择选择性。性。例如：例如：28.a.氨基保护29.b.羧基保护30.c.羟羟基保基保护护：单单甲氧基三苯甲基甲氧基三苯甲基(MMT),双甲氧基双甲氧基三苯甲基三苯甲基(DMT)或三苯甲基或三苯甲基(trityl)(常用来常用来选择选择性保性保护护第一醇第一醇羟羟基基)31.32.*在温和条件下在温和条件下,仅仅有极少量的第二醇有极少量的第二醇羟羟基或碱基或碱基上的氨基与基上的氨基与单单甲氧基三苯甲基甲氧基三苯甲基氯氯作用。作用。*用用80%的乙酸或吡的乙酸或吡啶啶-乙酸乙酸处处理理,即可以除去即可以除去这类这类保保护护基。基。l取代的取代的-酮酰酮酰基基(-ketoacyl)保保护护醇醇羟羟基基:l*在中性条件下在中性条件下,用水合用水合肼处肼处理可以方便地除去。理可以方便地除去。33.234.35.四氢吡喃基(THP)保护醇羟基:l*是保是保护护醇醇羟羟基广泛基广泛应应用的方法。用的方法。该该保保护护基的引入和除去均在酸性条件下基的引入和除去均在酸性条件下进进行，行，保保护产护产物物对对碱碱稳稳定。定。36.d.d.巯巯巯巯基的保基的保基的保基的保护护护护:对羟对羟对羟对羟基汞基汞基汞基汞-苯甲酸苯甲酸苯甲酸苯甲酸(用于用于用于用于 -巯巯巯巯基乙醇脱保基乙醇脱保基乙醇脱保基乙醇脱保护护护护基基基基)37.4催化催化剂剂l（1 1）催化）催化剂类剂类型型la.a.单单功能催化功能催化剂剂：常：常见见的催化的催化剂剂，如酸碱，如酸碱催化催化剂剂等，大多数都是等，大多数都是单单功能催化功能催化剂剂。38.b.b.双功能催化双功能催化剂剂：催化：催化剂剂分子含有两个活性基分子含有两个活性基团团，能能对对底物分子底物分子实实施两个方向的作用，有利于底物价施两个方向的作用，有利于底物价键键形形变变、极化和定向，并、极化和定向，并对过对过渡状渡状态态起起稳稳定作用。定作用。例如：例如：l 在在吡吡啶酮啶酮存在下，存在下，O O四甲基四甲基D D葡萄糖葡萄糖的的变变旋速度可以提高旋速度可以提高70007000倍。而用相同倍。而用相同浓浓度的酸度的酸或吡或吡啶则对啶则对反反应应速度影响很小。速度影响很小。这这是由于是由于 吡吡啶酮啶酮与与 O O四甲基四甲基D D葡萄糖之葡萄糖之间发间发生了多功生了多功能能团团相互作用的相互作用的结结果。果。39.lc.c.多功能催化多功能催化剂剂：酶酶是典型的多功能催化是典型的多功能催化剂剂。酶酶通通过过它的催化活性中心的空它的催化活性中心的空间间构型和活性基构型和活性基团团，对对底物底物进进行全方位的影响：价行全方位的影响：价键键形形变变、极化，定、极化，定向、定位，减低形成向、定位，减低形成过过渡状渡状态态的的张张力等。使反力等。使反应应可以在温和条件下高效率可以在温和条件下高效率进进行。行。40.l（2 2）选择选择性催化性催化剂剂ll发发展各种展各种类类型的型的选择选择性催化性催化剂剂，特，特别别是手性催化是手性催化剂剂是近年来最受重是近年来最受重视视的研究的研究领领域之一。例如：域之一。例如：l41.l 42.5合成技合成技术术（1 1）不）不对对称合成技称合成技术术(Asymmetric (Asymmetric synthesis)synthesis)l基本原理基本原理：创创造一个不造一个不对对称的反称的反应应条件或条件或环环境，境，使取代或加成按一定的方向使取代或加成按一定的方向进进行，从而得到手性行，从而得到手性纯纯化合物。化合物。la.应应用不用不对对称前体合成法称前体合成法：设计设计构建一个不构建一个不对对称前体，由于前体分子的不称前体，由于前体分子的不对对称性，使分子的一称性，使分子的一侧侧空空间间位阻增大，位阻增大，进进攻攻试剂试剂只能从位阻小的一只能从位阻小的一侧侧进进攻。此法又分攻。此法又分为为不不对对称加成途径和不称加成途径和不对对称取代称取代途径。途径。43.实例：Corey法合成手性纯氨基酸即属于不对称加成途径。44.lb.应应用不用不对对称催化称催化剂剂合成法合成法：制：制备备一种具有特殊空一种具有特殊空间结间结构的加构的加氢氢催化催化剂剂，这这种催化种催化剂剂能能够识别够识别底物分子底物分子的潜手性面，使的潜手性面，使氢氢原子只能从一个原子只能从一个方向方向进进行加成。行加成。45.l实例：铑（1）络合物为催化剂的均相催化氢化法。l 46.（2）固）固态态有机反有机反应应法法(Solidstateorganicreactions)*此法也称此法也称为为无溶无溶剂剂有机合成法有机合成法*基本原理：某些有机化合物分子在固基本原理：某些有机化合物分子在固态态下（无溶下（无溶剂剂或有少量溶或有少量溶剂剂存在下），通存在下），通过过研磨、加研磨、加热热、光照、光照或超声或超声辐辐射等可以直接射等可以直接发发生化学反生化学反应应。*主要反主要反应类应类型：重排反型：重排反应应、氧化、氧化还还原反原反应应、偶、偶联联反反应应、缩缩合反合反应应、Michael加成等。也可加成等。也可应应用于用于酶酶催化有机化学反催化有机化学反应应。*特点：操作特点：操作简单简单，成本低，具有，成本低，具有较较高的反高的反应应效率效率和和选择选择性。性。47.l例例1：ll酚的氧化反酚的氧化反应应l*等摩等摩尔尔的的氢醌氢醌与硝酸与硝酸铈铈（IVIV）铵铵混合混合后，研磨后，研磨5-105-10小小时时，然后放置，然后放置2 2天，可得天，可得到高到高产产率氧化率氧化产产物物醌醌。在超声。在超声辐辐射条件射条件下，下，则则反反应应可在可在2 2 小小时时完成。完成。48.l例例2：l无溶无溶剂剂体系中的体系中的酶酶促反促反应应l无溶无溶剂剂体系中的体系中的酶酶促促酯酯化反化反应应：lCH3(CH2)8COOH+CH3(CH2)4CH2OHl聚丙烯吸附脂肪酶l研磨lCH3(CH2)8COOCH2(CH2)4CH3ll*其他反其他反应类应类型：型：肽肽合成、氨解、合成、氨解、酯酯交交换换、糖苷合成等。、糖苷合成等。49.（3）固相合成技）固相合成技术术(Solidphasesynthesis)基本原理：每一步反应的产物都以固相形式存在。在整个过程中，反应物与产物始终在不同的相中。50.l适用范适用范围围：多多肽肽、核酸、非天然大分子化合、核酸、非天然大分子化合物、物、杂环杂环化合物、天然有机化合物等。化合物、天然有机化合物等。l特点特点：可以合成大分子化合物，可以合成大分子化合物，产产物不需要分物不需要分离离纯纯化，收率高，可以化，收率高，可以实现实现自自动动化合成操作。化合成操作。l实实例例：la.多多肽肽的固相合成的固相合成l19621962年，美国生物化学家年，美国生物化学家 R.B.Merrifield R.B.Merrifield 发发展了一种新的合成方法多展了一种新的合成方法多肽肽固相合成法。固相合成法。这这是是多多肽肽合成化学的一个重大突破。它的最大特点是合成化学的一个重大突破。它的最大特点是不必不必纯纯化中化中间产间产物，合成物，合成过过程可以程可以连续进连续进行，从行，从而而为为多多肽肽合成自合成自动动化奠定了基化奠定了基础础。现现在广泛在广泛应应用用的蛋白的蛋白质质自自动动合成合成仪仪就是在就是在这这个基个基础础上上发发展展起来的。起来的。51.52.ll根据以上原理根据以上原理设计设计的的多多肽肽自自动动合合成成仪仪，已，已经经成成为为蛋白蛋白质质合成重要工合成重要工具。具。llb.核酸的固相合成核酸的固相合成:llc.天然天然产产物的合成物的合成：53.54.l（4）组组合化学法（合化学法（Combinatorialsynthesis）ll基本原理基本原理：将排列：将排列组组合原理与固相合成技合原理与固相合成技术术相相结结合合发发展起来的新的合成慨念和技展起来的新的合成慨念和技术术。l适用范适用范围围：肽库肽库、寡聚核苷酸、寡聚核苷酸库库以及非以及非肽库肽库的的合成。合成。l特点特点：可以同：可以同时时制制备备大量的不同大量的不同结结构的异构体构的异构体（可以同步合成一百万个以上的多（可以同步合成一百万个以上的多肽肽异构体分子）异构体分子），操作，操作简单简单，合成操作与生物活性，合成操作与生物活性筛选筛选可以同可以同时时进进行。是目前新行。是目前新药筛选药筛选的一种重要方法。的一种重要方法。55.l*目前，目前，组组合合成法合合成法应应用最广泛的是合成多用最广泛的是合成多肽库肽库。l*现现在在应应用用该该技技术术可以同步合成上百万个多可以同步合成上百万个多肽肽分子，并同分子，并同时进时进行生物活性行生物活性筛选筛选。组组合合合成法与合成法与传统传统的合成方法相比的合成方法相比较较，最大的，最大的特点是可以同特点是可以同时时制制备备大量不同大量不同结结构的多构的多肽肽异构体，而且异构体，而且简简化了百分之八十以上的操化了百分之八十以上的操作步作步骤骤，是一个高效率低成本的理想合成，是一个高效率低成本的理想合成法。法。l56.（5 5）生物技）生物技术术在有机合成中的在有机合成中的应应用用l随着随着现现代生物技代生物技术发术发展，生物技展，生物技术术在有机合在有机合成中的成中的应应用越来越引起人用越来越引起人们们的重的重视视。毫无疑。毫无疑问问，生物技生物技术术不可能代替不可能代替传统传统的有机合成技的有机合成技术术，但，但是，生物技是，生物技术术的引的引进进，将大大，将大大扩扩展人展人们们的的视视野，野，丰富了有机合成的内容。丰富了有机合成的内容。l生物技生物技术术在有机合成中的在有机合成中的应应用主要包括以下用主要包括以下两个方面两个方面:57.l酶酶学方法学方法ll基本原理基本原理：某些：某些酶酶在适当的条件下，具有在适当的条件下，具有较较广广的底物适的底物适应应性，可以催化非天然底物的反性，可以催化非天然底物的反应应。l主要反主要反应类应类型型：水解反：水解反应应、氧化、氧化还还原反原反应应、缩缩合反合反应应、重排反、重排反应应等。等。l特点特点：反：反应应条件温和，副反条件温和，副反应应少，具有少，具有优优异的异的立体或区域立体或区域选择选择性。性。ll58.l酶酶在有机合成中的在有机合成中的应应用用：l 催化特殊有机合成反催化特殊有机合成反应应，特，特别别是是复复杂杂手性分子的合成。手性分子的合成。l 零零污污染有机合成。染有机合成。l关关键键是是：酶酶促反促反应应的底物适的底物适应应性、性、反反应应效率、反效率、反应应条件。条件。l新新发发展展：有机溶：有机溶剂剂中的中的酶酶促反促反应应。l 59.l酶酶催化有机化学反催化有机化学反应应的主要的主要类类型型ll反反应类应类型型酶酶底物底物产产物物l水解反应酯酶羧酸酯羧酸、醇l脂肪酶甘油酯（脂肪）脂肪酸、甘油l蛋白水解酶蛋白质,多肽,L-氨基酸,羧酸,l羧酸酯,脂肪脂肪酸,甘油,醇l淀粉水解酶淀粉D-葡萄糖l纤维素酶纤维素D-葡萄糖l溶菌酶细胞壁多糖N-乙酰胞壁酸、lN-乙酰葡萄糖胺等l环氧化物水解酶环氧化物醇l晴水解酶晴化物酰胺,羧酸60.l氧化-还原脱氢酶(含NAD+)醇,酚醛,酮,醌l反应醛,酮,醌醇,酚l脱氢酶(含FAD)含活泼氢烷烃烯烃l活泼烯烃烷烃l单加氧酶烷烃,芳烃,酚醇,酚l烯烃环氧化物l双加氧酶芳烃酚l二酚二元羧酸l氧化酶氨基酸-酮酸l面包酵母醇,酚醛,酮,醌l醛,酮,醌醇,酚l含活泼氢烷烃烯烃l活泼烯烃烷烃裂合反应醛缩酶多元醇醛和酮l醛和酮多元醇l卤化和脱卤卤素过氧化物酶氯,溴,碘化合物醇,环l氧化物等61.l 许许多上述多上述酶酶促反促反应应都可以用于有机都可以用于有机合成目的。合成目的。l 62.la.有机合成：有机合成：丙氨酸合成丙氨酸合成l化学法化学法：l高温,高压lCH2=CH-CN+NH3H2NCH2-CH2-CNlNaOH,高温HCllH2NCH2-CH2-COONalH2NCH2-CH2-COOHl酶酶法法：l丙烯酸加氨酶lCH2=CH-COOH+NH3lH2NCH2-CH2-COOH63.lb.b.手性化合物的拆分手性化合物的拆分l l 酶酶本身是一种手性分子，具有非常好的本身是一种手性分子，具有非常好的专专一一性催化活性。消旋化氨基酸的性催化活性。消旋化氨基酸的 氨基氨基经经乙乙酰酰化化以后，用蛋白水解以后，用蛋白水解酶酶水解。水解。水解水解酶酶只能只能识别识别并并且水解由且水解由L-L-氨基酸形成氨基酸形成酰酰胺胺键键，因此可以将，因此可以将L L 氨基酸游离出来。而蛋白水解氨基酸游离出来。而蛋白水解酶酶不能不能识别识别 D-D-氨基酸形成的氨基酸形成的酰酰胺胺键键，因此仍以乙，因此仍以乙酰酰氨基酸形式氨基酸形式存在，从而达到分离目的。存在，从而达到分离目的。l64.65.c.酶酶催化的催化的醛醛和和酮酮立体立体选择选择性性还还原原脱脱氢氢酶酶可以可以选择选择性性还还原原醛醛或或酮酮生成手性生成手性醇。在脱醇。在脱氢氢酶酶作用下，作用下，氢氢可以定向地从可以定向地从醛醛或或酮酮的一个潜手性面（的一个潜手性面（rere-face-face或或sisi-face-face）进进攻，从而攻，从而产产生生(R R)-)-或或(S S)-)-醇。例如乙醇。例如乙醛醛在酵在酵母醇脱母醇脱氢氢酶酶(YADH)(YADH)催化下的催化下的还还原反原反应应。66.67.68.-酮酮酸的酸的还还原是糖代原是糖代谢过谢过程中重要的反程中重要的反应类应类型型之一。例如丙之一。例如丙酮酮酸在乳酸脱酸在乳酸脱氢氢酶酶(LDH)催化下催化下还还原原成成L-乳酸，反乳酸，反应应具有良好的立体具有良好的立体选择选择性。性。69.ld.d.有机介有机介质质中的中的酶酶促有机化学反促有机化学反应应l对对于大多数有机化学反于大多数有机化学反应应来来说说，水并不是一，水并不是一种适宜的溶种适宜的溶剂剂。因。因为为大多数有机化合物在水介大多数有机化合物在水介质质中中难难溶或不溶。而且由于水的存在，往往有利于溶或不溶。而且由于水的存在，往往有利于如水解、消旋化、聚合和分解等副反如水解、消旋化、聚合和分解等副反应应的的发发生。生。l1984年年A.Zaks和和A.M.Klibanov首次首次发发表了关表了关于非水相介于非水相介质质中脂肪中脂肪酶酶的催化行的催化行为为及及热稳热稳定性的定性的研究研究报报道，引起了广泛的关注。道，引起了广泛的关注。现现在非水在非水酶酶学方学方法在多法在多肽肽合成、聚合物合成、合成、聚合物合成、药药物合成以及立体物合成以及立体异构体拆分等方面已异构体拆分等方面已经显经显示出广示出广阔阔的的应应用前景。用前景。70.有机溶有机溶剂剂中中酶酶促反促反应应的特性的特性:当当酶酶在有机溶在有机溶剂剂体系中作用体系中作用时时，其它的，其它的亲亲核核试试剂剂也能与水也能与水竞竞争并形成争并形成过过渡渡态态中中间间物，从而可以物，从而可以产产生各种不同的生各种不同的产产物。物。71.l基因工程法基因工程法ll基本原理基本原理：基本工程与基本工程与组织组织培育方法相培育方法相结结合方合方法法-产产生代生代谢产谢产物（天然有机化合物）。物（天然有机化合物）。l适用范适用范围围：某些：某些应应用一般合成方法用一般合成方法难难于合成的于合成的天然天然产产物。物。l特点特点：从：从转转基因生物中提取天然基因生物中提取天然产产物物。72.